Trinoceronte

Porque 140 caracteres a veces no son suficientes

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¿Estrella de Belén?

Después de ~400 años discutiendo en círculos académicos el caso de la denominada “estrella de Belén” ¿no les parece que es justo que le demos feliz sepultura a este mito, o al menos que intentemos dejar de explicarlo científicamente?.  Por muy grandes que han sido los esfuerzos (baldíos en mi parecer) de astrónomos de todos los tiempos (desde l renacimiento hasta hoy) empezando con Johannes Kepler, quien fue posiblemente el que hizo de este asunto algo de interés para astrónomos verdaderos, no ha sido posible dar sentido a las ambiguas historias contadas en los evangelios, por quienes, valga la pena decir, no fueron grandes cronistas de sus tiempos y dijeron más mentiras sobre el mundo natural de las que cualquiera esta dispuesto a aceptar (personas creando pan sin trigo, ni hornos; gente que camina sobre el agua; muertos que vuelven de su sueño mortal después de un “abracadabra”, etc.)  He aquí algunos argumentos para que declaremos cerrado el caso de la Estrella de Belén y nos dediquemos a buscar historias razonables en los registros de pueblos con verdaderas tradiciones “astronómicos” o mejores dibujantes que los pastores del medio oriente.

“Que un astrónomo discuta seriamente el cuento d’la estrella d’Belén, es como si un obstetra hablará seriamente sobre el caso del embarazo milagroso de la virgen María
Diciembre 25 de 2014
http://bit.ly/trino-estrella-belen

 

Caricatura de Megan Hills.  Tomada de: http://bit.ly/16TDXCY

Caricatura de Megan Hills. El texto dice: “Ben, cuando esos tres señores se den cuenta de lo que haces, le encontrarán un ‘nuevo uso’ a tu apuntador láser”.  Tomada de: http://bit.ly/16TDXCY

He asistido a mas conferencias de Astrónomos (profesionales y aficionados) sobre la denominada “Estrella de Belén” de las que estaría dispuesto a admitir.  He leído y escuchado sobre este supuesto fenómeno natural en libros, revistas y por supuesto programas de televisión, más de lo que hubiera querido saber o de lo que si debería saber sobre historias verdaderas de Supernovas observadas y registradas por Chinos y aborígenes americanos y australianos.

Todo ha sido en vano y lo diré sin anestesia: el relato sobre la estrella de Belén no es sino otro mito fabricado para endulzar las historias (seguramente también falsas) sobre el nacimiento de Jesús (un personaje sobre cuya existencia todavía también se espera verificación).  Un mito creado por lo que fácilmente podríamos considerar unos mitómanos crónicos (o unos fantásticos escritores de ficción, da igual), varias décadas después de la muerte del personaje en cuestión.

Aunque yo sé que para la mayoría, lo anterior es obvio, lo que no resulta tan obvio para mí, es por qué la Astronomía se ha esforzado por tantos años por explicar un mito como este.  Acepto que en los tiempos de Kepler, cuándo hasta los hombres más grandes de la ilustración eran devotos miembros de algún rebaño religioso, se hicieran algunos esfuerzos para usar una antigua ciencia de modo que explicará lo que decían los libros sagrados que esos hombres leían a diario.  Pero ese no es el caso ahora.  Hoy, cuando la gente razonable sabe que el valor científico de la Biblia, la Tora o el Corán es casi tan alto como el valor literario de un libro técnico sobre teoría de cuerdas, no tiene mucho sentido seguir esforzándonos por explicar una historia contada por un pueblo supersticioso y desprovisto de cualquier tradición astronómica.

La situación es casi tan ridícula como si Obstetras profesionales se esforzaran por explicar desde la medicina moderna, como una mujer concibe un ser humano sin la intervención de un hombre o una “probeta”.  O tal vez como si un grupo de Hematólogos se reuniera para investigar las razones por las que la sangre de un santo se licúa nuevamente en la temporada turística de las iglesias en Francia o Italia.

No quiero decir que estas cosas no tengan un valor sentimental, espiritual y hasta cultural para los pueblos del mundo.  Respeto (aunque no lo crean) esas ideas por lo que valen para la cultura o la historia.  Pero de ahí a pretender usar la ciencia para explicar estos relatos míticos ¡hay mucho trecho!

Sin pretender caer en el juego en el que los Astrónomos han caído durante todos estos siglos, he aquí algunas ideas aisladas, de por qué la Estrella de Belén debería ser considerada tal vez mejor el primer UFO (OVNI) de la historia y no como un verdadero fenómeno astronómico.

La primera y más importante razón para jubilar el mito de la Estrella de Belén, ya la he mencionado: las fuentes son altamente poco fiables.

La estrella de Belén aparece descrita en el Evangelio de Mateo, posiblemente el más “loquito” de todos los evangelistas; aquel con el mayor número de referencias a milagros que desafían principios científicos básicos (incluso conocido por filósofos griegos 400 años antes de su tiempo).  Sus relatos son bonitos (también lo son los libros de Harry Potter) pero no pueden ser usados como referencias históricas o científicas.  No se trata pues de un cronista romano o griego o de algún juicioso astrónomo Sumerio, Chino o Indio.  Ni siquiera estamos hablando de algún artista de la edad de piedra en los desiertos de Norte América, que al parecer, valga la pena decir, tenían un conocimiento más cercano del cielo que el pueblo que dio estos fantásticos autores de ciencia ficción escogidos para la compilación que hoy llamamos la Biblia.

Con estos antecedentes ¿para qué darle credibilidad a la historia?.

Estamos hablando de un pueblo que creía que la Tierra era plana (aunque las libros disponibles en las bibliotecas del norte de Egipto demostraban que no lo era – ciertamente los evangelistas no tenían un carné de la Biblioteca de Alejandría).  Para este pueblo una “estrella” podía ser vista en Bagdad (casi 1 huso horarios más adelante) a la misma altura que sobre Nazareth.  Obviamente para ellos la estrella tampoco se movería de su lugar a pesar de que tomará semanas o meses desplazarse en camello desde un reino lejano.

Pero, bueno, muchas otras historias de la antigüedad suenan ridículas, pero reflejan eventos históricos que ocurrieron en realidad.  No es mi punto develar aquí las imprecisiones científicas del relato bíblico.  No hace falta, son tan obvias que se caen por su propio peso (¿o no?).

Primero se dijo que podría ser una conjunción de los planetas Júpiter y Venus.  ¡Maravilloso! Pero por cerca que puedan estar dos planetas en el cielo, cualquier astrónomo de la antigüedad reconocería los dos planetas como puntos separados, por más juntos que estuvieran y no como una sola “estrella”.  Es cierto que hubo un par de conjunciones planetarias impresionantes alrededor del tiempo de nacimiento del personaje (mitológico) en cuestión, pero las hay en realidad con mucha frecuencia en casi todos los tiempos de la historia.

Podría haberse tratado de una Supernova o tal vez un cometa.  Sin embargo, se trataría de la Supernova o el cometa más raro de la historia: un fenómeno que solo fue visto en medio oriente.  Ninguno de los pueblos que si estaban observando y registrando el cielo con cuidado, y no solo para ver “luceritos de pesebre”, tiene registros de un evento de este tipo en los años en los que supuestamente se produjo.

Registros Chinos (que incluyen mapas reales del cielo) nos han permitido precisar sin inconvenientes el lugar en el que están los restos de una estrella que exploto en el año 1054.  ¡Esa si es una historia!

Registros Chinos (que incluyen mapas reales del cielo) nos han permitido precisar sin inconvenientes el lugar en el que están los restos de una estrella que exploto en el año 1054. ¡Esa si es una historia para contar en conferencias en estas festividades!

Verdaderos arqueoastrónomos han logrado rastrear registros históricos de eventos astronómicos sobresalientes (cometas, supernovas, eclipses, conjunciones y ocultaciones) en culturas de la antigüedad, hasta 4,000 años atrás en el tiempo.  De modo que no se trata de una falta de datos o de información independiente sobre el cielo durante aquellos tiempos.  La Estrella de Belén, sin embargo, ha resistido los análisis más juiciosos (y baldíos) de verdaderos especialistas.

Mi llamado es entonces para todos los colegas de la comunidad astronómica, sean estos profesionales o aficionados, para que dejemos de propagar la idea de que la Astronomía tiene algo que decir sobre este mito bíblico.  Dejemos a la Estrella de Belén en el pesebre, a donde pertenece naturalmente.  No usemos nuestra ciencia para explicar un mito tan risible como este así como los médicos Forenses no intentan explicar las historias de hombres que resucitan después de 3 días de estar muertos.

¡Felices fiestas!

Actualizaciones:

He aquí algunos comentarios interesantes que he recibido sobre esta entrada y que podrían complementar y corregir algunos puntos de vista sobre el asunto:

  • Daniel Krauze, un buen amigo de Medellín y que conoce mucho mejor que yo la cultura Judía me escribe precisando:

“Me parece muy bueno el punto al que intentas llegar, muy de acuerdo en que hay que desmitificar muchas “creencias” poco salidas de la lógica y la racionalidad sin que esto signifique el menosprecio a las culturas que las apropian. Pero si quisiera dar una precisión al respecto de un par de datos imprecisos que has dado. El primero tiene que ver que para el pueblo del supuesto autor del evangelio de Mateo (Que evidentemente no es el judío y no tiene nada que ver con la cultura judía ni mucho menos la identidad judía e ningún aspecto y no me refiero sólo a lo teológico) la Tierra no era plana, de hecho era considerada cómo una pelota (En hebreo: kadur) y esto queda plasmado en diferentes escritos de por lo menos 400 años antes del supuesto nacimiento del primer Yeshu (de los 4 que en realidad existieron) y que se confirman en otra serie de libros del judaísmo (Que poco hablan de religión) tales como el Talmud en épocas posteriores. En segundo lugar la astronomía era una de las principales ciencias que el pueblo judío se dedicaba, lo cual tiene una explicación muy simple, el calendario hebreo es lunisolar que siempre necesitaba la constante observación de los fenómenos astronómicos, pero la diferencia radica en que el pueblo judío no ha traducido el Talmud (escrito en hebreo y arameo) sino hasta hace un par de siglos atrás. En este libro el Talmud (Que en realidad es la recopilación de muchos libros, tratados, etc y que básicamente habla sobre todos los temas de la legislación judía y trata cada tema de forma sistemática) da cualquier cantidad de datos astronómicos* que si bien no eran de exclusivo conocimiento del pueblo judío, eran manejados desde hace mucho por el pueblo, lo cual tiene incluso una explicación histórica plausible que nada tienen que ver que con los relatos alegóricos de la Torah, pero que si hacemos el ejercicio correcto de reconocer la historia y de intentar entender el mito, relato o cómo lo queramos llamar y el momento histórico cuando fue escrito podríamos reconocer en ellos el sentido real (no hablo de nada espiritual) de lo que quisieron los ancestros del pueblo judío (hacerlo con cualquier pueblo antiguo) transmitir. Esto da cuerda para rato.”

Aurora

La estratosfera sobre Medellín era el único lugar que nos faltaba visitar a los paisas, al menos del pedacito de tierra que nos toco.  El aire, las montañas, las quebradas, el río en toda su extensión.  Desde el piso hasta el borde de la troposfera, todo había sido visitado ya por algún paisa curioso, surcado por una cometa, un parapente, un helicoptero o un avión a reacción.  Dos globos estratosféricos, no los primeros, ni los últimos en volar sobre Colombia, se elevaron este 12 de diciembre de 2014 por encima de los 26 kilómetros de altura como parte de la misión “Aurora” del Programa Medellín Espacial.  Parece poca cosa para los de acá, un asunto de niños grandes para los de allá, habladurías de una cultura acostumbrada a la exageración para los de más allá.  Pero no.  Ese día ha sido para no olvidar.  Ojalá el comienzo de algo muy bueno para la futura Medellín Espacial.  He aquí un relato de lo ocurrido (contado desde la distancia), un par de recuerdos previos (estos sí desde muy desde cerquita) y algunas reflexiones sobre lo que se podría venir.  Tal vez esta no sea mi entrada de blog mas universal… bueno… si es que al orgullo y al optimismo se les puede llamar regionales.

“Ha sido un día muy emocionante para la ciencia antioqueña ¡gracias @IdeatechCO @Ruta_n ¡todo es ganancia!
Diciembre 13 de 2014
http://bit.ly/trino-aurora

"Mire mijo, así se ve la estratosfera sobre el Valle de Aburra"

“Mire mijo, así se ve la estratosfera sobre el Valle de Aburra”

En la biblioteca del Planetario de Medellín se reunían por allá a mediados de la década de los 90, dos jóvenes de unos 12 o 13 años.  Uno de ellos vestía siempre muy formal, luciendo siempre pantalones y corbata como un grande.  El otro, vestido también de una forma poco característica para los jóvenes de su edad, se veía siempre emocionado por lo que veía y leía en esa biblioteca.

Aunque la mayoría de mis amigos, Leo, Dara, Campo, que para entonces ya éramos universitarios, nos veíamos y comportábamos también un poco diferentes de todos los demás, la pinta y el entusiasmo de este par de jovencitos sobresalía de entre todos.  Si bien ellos compartían con todos nosotros la inmensa pasión por la Astronomía que nos llevaba a pasar horas en esa biblioteca, había un tema del que no parecían despegarse: la historia, presente y futuro de la exploración del espacio.  Podría tratarse de un capricho de juventud (quién no quiso alguna vez ser un astronauta o estar involucrado en aventuras espaciales) pero la obsesión de estos pelados por el espacio parecía ir más allá de eso.

Diego Jiménez

Diego Jiménez

Julian Mauricio Arenas

Julian Mauricio Arenas

Hoy, más de 20 años después, ese mismo par de muchachitos, Julian Mauricio Arenas y Diego Mauricio Jiménez, convertidos ahora en profesionales de la ingeniería aeroespacial, lideran en Medellín, junto con una nueva generación de soñadores en grande como ellos mismos, la primera empresa Aeroespacial de la región, IdeaTech, la misma que lanzo 2 globos el 12 de diciembre de 2014 a la estratosfera sobre Medellín.

¿Empresa Aeroespacial? ¿en Medellín?. ¡Si! Yo tampoco acabo de entender completamente como podría funcionar algo así en nuestro país, pero cada día me convenzo más que “solo intentando lo improbable, se consigue lo posible”.  En realidad ya hay una empresa de esta naturaleza en Colombia, SequoiaSpace.  La empresa surgió del proyecto espacial pionero en nuestro país, la construcción del primer satélite Colombiano, el Libertad 1 por parte de la Universidad Sergio Arboleda en Bogotá.  Así que IdeaTech no es la Golondrina que hace el verano, sino que sería la segunda de una bandada en formación.

Comienza la aventura una mañana en un cerro en Santa Helena, el segundo piso de Medellín, a unos 20 o 30 kilómetros del centro de la ciudad del eterno verano (antes primavera).  Los que hasta hace unos meses eran simplemente unos muchachos entusiastas, soñadores, increíblemente hábiles y creativos, el equipo del que se rodearon Julian, Diego y David Pineda (el otro grande de este grupo), se convierten en un día en los protagonistas de una aventura que ningún medio de comunicación se quiere perder.

David Pineda sostiene el primer globo de IdeaTech, lanzado en California el año pasado.  A su lado están Julian, Diego y Omar, el genio de la informática del grupo.  Me atrevería a asegurar que David es el "genio" cacharrero del grupo, pieza clave en este esfuerzo.

David Pineda sostiene el primer globo de IdeaTech, lanzado en California el año pasado. A su lado están Julian, Diego y Omar, el genio de la informática del grupo. Me atrevería a asegurar que David es el “genio” cacharrero del grupo, pieza clave en este esfuerzo.

Después de meses de preparativos, se ponen en dos “góndolas” (como se les dice por ahí) todo tipo de dispositivos electrónicos, pequeños computadores, celulares y por supuesto cámaras fotográficas.  Pero eso no es todo: tubos de ensayo, pequeñas cajas de vidrio y hasta “comida”, se acomodan como parte de la carga útil de esta “misión al borde del espacio”.  Aunque originalmente concebida como una prueba de tecnologías y capacidades, Aurora, el bello nombre de esta aventura de Helio, termina convertida en toda una misión científica, que involucra varios grupos de investigación de la ciudad (el mío incluído) y hasta de escolares entusiastas.

Habría que haber estado allá para saber que pasaba en esos momentos previos al lanzamiento o durante el vuelo mismo de los globos.  O no en realidad.  Los muchachos de IdeaTech y sus socios en Medellín, lo tenían todo preparado como lo harían las grandes agencias espaciales (guardadas siempre las debidas proporciones) para que cualquiera siguiera de cerca los pormenores de la misión.  Sala de control, presencia en redes sociales y lo mejor de todo una página de Internet en la que se transmitían en tiempo real datos de telemetría de los globos y de las condiciones en la atmósfera a través de la que viajaban.  No era necesario estar en Ruta N o en Cerro Verde para ser testigo cercano del periplo de Aurora.

Como en cualquier misión, los problemas no podían faltar.  El lanzamiento se retraso casi una hora.  Me pregunto por cuánto tiempo las autoridades permitirían retrasar el vuelo de los globos sobre una región relativamente congestionada en términos de tránsito aereo.

A las 11 y pico, por fin, el primer globo despega.

Trayectoria de los dos globos, tal y como la podía ver en vivo en Google Earth cualquiera que estuviera conectado.

Trayectoria de los dos globos, tal y como la podía ver en vivo en Google Earth cualquiera que estuviera conectado.

No lo puedo creer: estoy a 3,000 kilómetros de distancia y puedo ver a través de una utilidad especial de Google Earth como Aurora se eleva rápidamente sobre las nubes que permanentemente cubren nuestra región.  Más increíble aún: en la ventana de mi navegador empiezan a desfilar números que muestran la posición, altura y presión atmosférica medidas por los sensores a bordo del globo. “¿Esto se podía hacer?”, me pregunto a mí mismo.  La respuesta es bastante obvia: si eres un joven 20añero que programa computadores desde los 15 años y estas rodeado de otros jóvenes creativos y entusiasta, ¿qué es lo que no se puede hacer?

Aurora se eleva sobre las montañas de mi Tierra (Foto: Oliver Ehmig)

Aurora se eleva sobre las montañas de mi Tierra (Foto: Oliver Ehmig)

El segundo globo, Aurora B, se demora, pero al fin despega.  Los datos de telemetría no salen de forma tan fluída como los de Aurora A.  En medio de valores de temperatura y presión que no parecen ser muy correctos empieza a aparecer los valores de la altura, 1,000, 2,000, 3,000 metros… Aurora B vuela imparable para arriba.  Pero ¿a qué velocidad?  Tomo una calculadora y con los tiempos y la alturas reportadas por los instrumentos de Aurora A, calculo al vuelo la velocidad: 11 km/hora de ascenso vertical.  No parece mucho, pero otra cosa es estar luchando contra la gravedad mientras se arrastra una canasta llena de “aparatejos” hacia la estratosfera.  Armado con una hoja de cálculo y tratando de capturar los números que cambian permanentemente en la página de IdeaTech, empiezo a llevar la cuenta y calcular otros datos sobre el vuelo: temperatura, altura, velocidad horizontal.  ¡Siento que voy montado en la góndola!

Las cosas empiezan a ponerse emocionantes.  Aurora A alcanza el límite de la troposfera, la capa en la que se desarrolla nuestra vida y la mayor parte del clima de la Tierra.  ¿Cómo es posible que un montón de instrumentos que estaban en el piso hace unos minutos, puedan ahora estar volando tan alto? ¿y sin motores de avión, aeropuertos o pilotos? ¡Eureka! Lo hacen gracias al principio de arquímides.  El globo esta lleno del gas más liviano que se puede conseguir a la presión y temperatura del suelo: el Helio.

Temperatura como función de la altura registrada por Aurora A.

Temperatura como función de la altura registrada por Aurora A.

Empiezo a emocionarme al ver como la temperatura empieza a ser cada vez más pequeña: -10, -20, -30.  Wow! a un par de kilómetros sobre Santa Elena donde la temperatura es ~20 C, hace un frío polar.  Esa es la atmósfera y este el tipo de experiencia que un globo así le puede transmitir a la gente que vive en el piso.

A casi 18 kilómetros de altura la temperatura exterior es casi -60 C (la típica reportada en invierno en la Antartida!) pero subitamente deja de descender.  Aunque parezca increíble el aire afuera de la góndola de Aurora (el poco que queda), empieza a estar un poco más caliente.  ¡Genial!: el globo esta entrando en la estratosfera.  A pesar de su “estratosferico” nombre esta capa de la atmósfera se distingue de la que hay abajo, por que en ella las temperaturas aumentan con la altura en lugar de disminuir.  La razón: la luz del Sol que antes pasaba sin obstáculos por el aire, a esta altura, y compuesta ahora principalmente de rayos ultravioleta, es absorbida por el enrarecido oxígeno, que después de hacerlo se convierte en ozono.  ¡Si! Estamos entrando en la capa de ozono.  “Unos paisas echaos pa’lante”, como decimos por aquí, ahora metieron la “mano” en la capa de ozono sobre Medellín ¡Genial!

A la 1 de la tarde, 33 minutos y 14 segundos de tiempo local en la estratosfera sobre Medellín y por razones desconocidas (aunque seguramente la falta de presión afuera del globo y tal vez una que otra ráfaga de viento son las culpables) el globo se revienta en silencio.  A diferencia de la bulliciosa atmósfera cerca a la superficie, el enrarecido aire a esta altura difícilmente transporta el sonido.  Nadie, ni siquiera los instrumentos de abordo, escuchan el estallido.

En un segundo la gravedad retoma el control y la góndola se precipita al suelo.  Tomo mi hoja de cálculo y el resultado es asombroso: en menos de lo pensado el paciente ascenso a menos de 20 km/h se convierte ahora en un vertiginoso descenso a 180 km/h. En 1 minuto la nave desciende 600 metros ya sin el sustento del globo.  Pero para mi sorpresa eso no es lo único extremo que pasa: en unos dos minutos la nave ha alcanzado también una velocidad de 120 km/h, pero en la horizontal.  ¿Que la tira en esa dirección?  Mi mejor adivinanza: su vertiginosa velocidad de descenso se ha convertido ahora también en un vertiginoso vuelo vertical.  La góndola (que ha sido diseñada para tener una forma aerodinámica de modo que pueda soportar los vientos allá arriba) debió estar planeando.

Velocidad de Aurora como función del tiempo.  La línea verde es la velocidad total, la amarilla la velocidad de caída, la naranja y azul, las velocidades horizontales.

Velocidad de Aurora como función del tiempo. La línea verde es la velocidad total, la amarilla la velocidad de caída, la naranja y azul, las velocidades horizontales.

Le sigo la pista a la góndola mientras desciende.  Una vez en la troposfera de nuevo (la nave baja verticalmente 10 kilómetros en tan solo 15 minutos) su velocidad ha descendido y se estabiliza hasta unos 40 km/h, precisamente lo que se espera para un cuerpo que se deja caer en el aire.  ¿Pero no debería ser su velocidad mucho menor si se hubiera abierto el paracaídas poco después de que el globo estallará?  Es lo que pienso mientras me dejo engañar por la baja densidad de la atmósfera y las leyes del vuelo en esas condiciones.  El paracaídas abrió, así lo descubrirían unas horas después quienes rescataron la góndola en el Noroeste Antioqueño.

Y mientras una desciende, la otra vuela impetuosa por encima de los 30 km.  La hermana “tuerta” de Aurora A, ha superado ya la altura de esta última y se convierte en la ganadora de la jornada.  Pero después de su logro, ocurre lo inevitable nuevamente: el globo explota (esta vez con seguridad por efecto de la bajísima presión a esa altura) y la góndola, otra vez con ayuda de un paracaídas que amortigua suavemente un descenso de otra forma mortal, se precipita también al suelo, justo para caer después de varios minutos, en un lugar no muy lejano al de su compañera.

¡La misión ha sido un éxito!  No veo la hora que los verdaderos protagonistas, y no un testigo lejano como yo, nos cuenten la historia completa de lo que paso antes, durante y después.

¿Pero es esta la primera vez que un globo vuela a la estratosfera? ¡ni de lejos! ¿es la primera vez que lo hace en Colombia? ¡tampoco!  Otros globos similares vuelan a la estratosfera lanzados desde muchos lugares del mundo y por equipos científicos y de entusiastas.  

Muchos años atras, también en Medellín, Inges Aerospace a la cabeza de otro de los quijotes del espacio antioqueño, Campo Elías Roldán y con el apoyo de la Sociedad Julio Garavito (la más tradicional de las agrupaciones de astrónomos aficionados en Antioquia), ambas, semilleros de algunos de los jóvenes entusiastas y científicos de IdeaTech, había ya realizado las primeras incursiones en los vuelos de globos sobre antioquia.  También, unos meses atrás un grupo de Bogotá, con el apoyo de la Fuerza aérea había enviado su propio globo sobre la estratosfera en el Vichada.

Medellín Espacial, desde el helicoptero de la fuerza aerea, protagonista también de la jornada, que rescato las góndolas.

Medellín Espacial, desde el helicoptero de la fuerza aerea, protagonista también de la jornada, que rescato las góndolas.

¿Qué hace entonces a la Misión Aurora distinta y especial? ¡todo! La tecnología utilizada, la preparación, el despliegue mediático, la convergencia de muchas disciplinas en un solo proyecto, una carga útil científica verdadera, la participación de niños y jóvenes, el apoyo decidido de la empresa privada.  Todo lo que hace de estos proyectos verdaderas semillas de programas duraderos, se ha reunido en esta aparentemente modesta misión.

El apoyo del gobierno local y de una organización como Ruta N, que lidera algunas de las más creativas iniciativas de emprendimiento en Medellín, ha sido también un elemento diferenciador en este caso.  Se vienen cosas más grandes y se necesita el apoyo decidido de todos los sectores de la sociedad para este sueño.  Como dice la famosa frase acuñada durante el movimiento de Mayo del 68 “Seamos realistas, pidamos lo imposible”.

Los globos de Aurora tecnicamente no llegaron al espacio (que comienza a ~170 km de altura), pero IdeaTech ha probado que tiene la capacidad para construir vehículos que pueden ir a un lugar con condiciones extremas y hacer su trabajo.  El siguiente paso es muy duro.  Nada que ver con inflar un globo y tomar unas fotos.  Pero por algo se comienza.

Lo que soy yo, como científico paisa, estoy emocionado porque creo estar presenciando la “aurora” de un verdadero programa espacial local.  El fin de muchos sueños para Julian, David, Diego, Mauricio, Omar, Malory, Campo, Andrés, León, … y el inició de otro más grande para los muchachos que vienen atrás.

¡Pa’lante muchachos! ¡pa’tras, ni pa’coger impulso!

Una de las góndolas después de ser rescatadas (Foto: Fuerza Aérea de Colombia)

Una de las góndolas después de ser rescatadas (Foto: Fuerza Aérea de Colombia)

Vagabundos

Han sido unas semanas (o meses) emocionantes para la “exploración” espacial.  Primero tuvimos a Rosetta y su “inquieto” compañero Philae, que hicieron lo nunca antes visto: aterrizar, o más bien rebotar, sobre un cometa.  Después vino el lanzamiento del Hayabusa 2 (“copy cat” si quieren) que busca repetir la hazaña de su predecesor y traer un poquito de arena de un asteroide a la tierra (como si no tuviéramos ya suficientes meteoritos).  Sin habernos recuperado, vimos el lanzamiento de la capsula Orion (sin perro, mico o humano adentro) que llevará a los próximos humanos a la Luna (no a Marte) y posiblemente más allá (ahí si, a Marte).  Para cerrar con broche de oro presenciamos en días anteriores el despertar de otra “bella durmiente”, la sonda New Horizons, en su paciente travesía hacia el cinturón de Fernández (de Kuiper diría todo el mundo).  Y si todo esto no fuera ya muy bueno estamos además en temporada de películas de viajes espaciales: primero Interestellar y luego Wanderers (un corto fantástico).  ¿Seré yo o las cosas se están poniendo buenas allá afuera (y aquí abajo) en relación con la exploración espacial?.  He aquí unas reflexiones trasnochadas (o tal vez, preliminares) de lo que estamos viviendo en términos de lo que creo es nuestro inevitable destino como vagabundos del Sistema Solar.

“Somos vagabundos. Ni las crisis económicas, ni los eclipses de la razón, impedirán que el Sistema Solar y mas allá se contagie de nosotros
Diciembre 8 de 2014
http://bit.ly/trinoceronte-vagabundos

Un vagabundo solitario flota sobre la gran mancha roja en una inmensa nave interplanetaria (Modificado de Wanderers, The Gallery)

Un vagabundo solitario flota sobre la gran mancha roja en una inmensa nave interplanetaria (Modificado de Wanderers, The Gallery)

La humanidad y el Sistema Solar están condenados por igual.  La humanidad, a vagar, como lo ha hecho desde que dejamos por primera vez las cómodas llanuras en el oeste de Africa hace 100,000 años, pero esta vez en grande y hacia las vastas llanuras de espacio vacío en los “alrededores” del Sol y más allá.  Y el Sistema Solar, a soportar nuestra presencia física, química y electromagnética durante este eón y posiblemente un par de los venideros.

Y es que la humanidad ya esta dando muestras de querer dar el paso siguiente.  Después de “patonearse” la Tierra durante 100,000 años (¡la más larga caminata de nuestra historia!) nos esta empezando a quedar pequeño el planeta.

Algunos dirán que en realidad fueron los años 50 o 60 los que presenciaron el inició de esta aventura.  Esas fueron las décadas cuando los primeros satélites, animales y personas fueron lanzados a lo desconocido más allá de la atmósfera de la Tierra.

Yo creo, sin embargo, que en realidad la era de la exploración apenas esta comenzando.  Ya no nos animan hoy las rivalidades militares de aquellos años, o el (falso) sueño de dominar el espacio (vecino a la Tierra) para dominar la Tierra misma (“guerra de las galaxias”).  Sin dejar de reconocer que hay muchos intereses (no propiamente exploratorios) en todas las aventuras espaciales del presente, estoy empezando a pensar que hoy, más que nunca, un verdadero espíritu exploratorio, se ha apoderado de todos.

Como era de esperarse los robots son la avanzada.  ¿Esperaban algo distinto?  Dudo seriamente que cualquier civilización tecnológica en esta u otras galaxias, se arriesgue a sondear lo que se le viene sin lanzar primero algunas piezas “inertes” de plástico, aluminio y silicio, para que, dotados de una inteligencia mínima, prueben lo que se siente estar allá afuera.

Marte ya esta plagado de ellos (o de sus restos).  Decía alguien en Twitter que Marte es el único planeta del Sistema Solar habitado exclusivamente por Robots ¡vaya forma ingeniosa de decirlo!.

Lo más cercano a un laboratorio científico sobre ruedas, plenamente equipado con “armas” científicas de todos los “calibres”, el rover Curiosity, se encuentra en este momento tomando fotos y oliendo el polvo del planeta rojo.  Nada más abajo incluyo una foto tomada apenas unas horas antes que se escribiera esta entrada.

Tomado de: http://bit.ly/12H969S

Marte: el único planeta del Sistema Solar habitado únicamente por Robots.  Uno de ellos (el Curiosity) tomo esta foto hace apenas un par de horas antes de que se escribiera esta entrada.  Tomado de: http://bit.ly/12H969S

En meses anteriores, y en un temerario acto de billar gravitacional, la Agencia Espacial Europea, ESA, logro estacionar una pequeña “hada espacial”, Rosetta para los amigos, al lado de un cometa, Tchury, también para los amigos.  La cosa no fue fácil.  Sin mucho combustible para subir en “ascensor” hacia la órbita del cometa (que se encuentra cuesta arriba en el agujero gravitacional alrededor del Sol), a la pobre nave le toco vagar por el sistema solar interior pidiendo “aventadas” a la Tierra y a Venus, que al hacerlo le prestaron un poquito de su propia energía gravitacional.  Ni la órbita de la Tierra, ni la de Venus serán las mismas, literalmente, después de la misión Rosetta (para leer más sobre la aventura de Rosetta lean mi entrada anterior, Rosetta: el Hada de los Cometas).

10 años duro la condenada nave haciendo peripecias.  Para no agotarse, el computador de abordo y sus instrumentos, debieron esperar la mayor parte del tiempo dormidos.  La primera “hibernación” de larga duración (así sea de un robot) realizada por el hombre.

La "fotocopiadora" voladora o Philae para la ESA.  Esta foto tomada por mi buen amigo Julian Rodríguez justo al frente de su oficina muestra las verdaderas dimensiones del "lander"

La “fotocopiadora” voladora o Philae para la ESA. Esta foto tomada por mi buen amigo Julian Rodríguez justo al frente de su oficina muestra las verdaderas dimensiones del “lander”

Si llegar hasta allá no fuera ya muy difícil, el 12 de Noviembre de 2014 Rosetta dejo caer sobre el cometa una pequeña nave del tamaño de una fotocopiadora (ver foto).  ¿Caer? ¡fácil! ¿no?.  En realidad lo es cuando la gravedad del cuerpo que te atrae vale la pena.  Tratándose de un cometa, que es algo así como una bola de nieve… con gas, la gravedad es tan tenue que caer es apenas un decir.

Después de 7 horas interminables, la “fotocopiadora voladora” llego al cometa, pero cayendo a la increíble velocidad de ¡50 cm/s! He visto arañas más rápidas, descender por la pared de mi baño.  

Pero en los cometas los “cm/s” pueden ser lo que en la Tierra los “km/s”.  Si hiciéramos un modelo a escala del descenso de Philae sobre Tchury, pero usando esta vez a la Tierra como cuerpo objetivo, la nave estaría aterrizando a una velocidad de 20,000 km/h en un peladero miserable en medio de la nada.

A pesar de la preparación de los diseñadores de la misión, lo que era esperado por la mayoría, finalmente paso: Philae reboto sobre la suave superficie del cometa virgen después de que fallaran sus retro cohetes (si, para aterrizar la nave tenía que propulsarse hacia el cometa) y que los ganchos para agarrarse funcionaran como era esperado (es decir que no se dispararan si la orientación de la nave no era la correcta).  Como diría el finado García Márquez, “Crónica de una Rebotada Anunciada”.  Un par de centímetros por segundo más y el Philae estaría congelándose en la soledad del espacio interplanetario.  Por suerte la “gravedad” del cometa (que es casi un decir) impidió que se perdiera para siempre y lo obligo a posarse otra vez.  Con tan mala suerte que esta vez lo hizo en un peladero aún más miserable: un terreno accidentado, lleno de grieta, cráteres y lo peor, de sombras.

Hoy el philae yace “congelado” en la ladera de un pequeño “cráter” en Tchury, esperando que los rayos de Sol de un perihelio muy esperado lo despierten (carguen sus baterías) tan solo para darse cuenta que posiblemente esta en un campo minado: cuando el cometa se acerque al Sol habrá, más luz llega a la superficie, pero también mas gas sale del cometa, lo que podría eventualmente propulsar a la fotocopiadora espacial hacia el espacio ¡Home run!, diría el gringo.

Aún así la misión fue todo un éxito.  El costo: 1,400 millones de euros.  ¡Qué ridiculez!  ¿Apenas 1,400?.  La metida de patas de los banqueros y corredores de bolsa gringos de los 2000, le costo más de 200,000 millones a los contribuyentes gringos.  Yo diría que la próxima vez lancemos 2 o 3 Rosettas de modo que si un “Philae” falla, tengamos otro u otros que lo intenten de nuevo.

Seguro esos miles de millones no le harán falta a la economía (he visto más plata invertida en lujos en Dubai) pero eso sí nos garantizarán retornos inmensos en términos de lo que aprenderíamos para los pasos venideros en nuestra “vagabundería” por el Sistema Solar.

Pero ¿para que ir a un cometa, si nunca vas a volver?  Se demora más uno en decirlo que los Japoneses en hacerlo.  La secuela de una misión exitosa, la Hayabusa, fue también lanzada durante estos días emocionantes.  Su misión más importante: volver a la Tierra… pero después de aterrizar en un asteroide.  Porque es que una cosa es ir y otra muy distinta es volver.

La mayoría de las misiones de exploración robóticas son solo de ida.  ¿Para qué volver si todo lo que ves o aprendes lo puedes mandar de vuelta en un haz de ondas de radio a un precio miserable (el costo de una llamada interplanetaria que todavía es un poco mayor que el de una llamada internacional en Colombia… un poco, pero no mucho)?.

Hay dos razones esenciales para construir un Hayabusa: 1) es más fácil analizar una muestra de un cuerpo celeste si la muestra esta en la Tierra (si no me cree, pergúnteselo a los cientos de Astrónomos y Geólogos que se beneficiaron de las piedras traídas por las misiones Apollo de la Luna). Y 2) necesitamos demostrar que se puede regresar.

¿Y qué traerá el Hayabusa? Polvo de asteroide, el único ingrediente que falta en las pociones de las brujas en los cuentos de hadas.  En realidad la Tierra ha sido bombardeada por polvo de Asteroide por eones.  Pero traer uno desde la superficie misma del objeto, esa es otra cosa.

Dos hazañas más: el primer vuelo de prueba de la capsula Orión, un “Apollo” recargado y la sonda “New Horizons”.

Del Orion no hay mucho para decir (porque todo esta por hacer todavía).  Se trata nada más y nada menos que la apuesta de NASA para volver a los viejos tiempos en los que, animados tal vez unicamente por la competencia feroz con la ex Unión Soviética, montaban pilotos de prueba y científicos por igual y los llevaban de paseo por la Luna. El reto ahora es más ambicioso: volver pero para quedarnos.  La misión más larga de los Apollos no duro más de 20 días.  Las nuevas misiones a bordo del Orion podrían durar algunos meses.  Una eternidad en términos espaciales.

¿Y para donde vamos con el Orion?. La propaganda dice que a Marte.  El sentido común (y los que verdaderamente saben de viajes espaciales) saben que a la Luna.  Y es que la luna es el “playa alta” de nuestro propio reality de exploración espacial: un lugar cercano, cómodo (aunque no mucho) y eso sí con muy poco espacio, cámaras por todos lados y conflictos asegurados.  Si nuestros egos y apegos sobreviven a la Luna, tal vez mandemos a uno que otro suici…, digo astronauta a Marte.

Hablando de hibernaciones otra que desperto por estos días de un prolongado sueño fue la nave New Horizons: una verdadera “bella durmiente” interplanetaria.

New Horizons esta destinada a convertirse en la misión mas rápida de la historia y al mismo tiempo a la que más tiempo le tomo llegar a su objetivo primario.  La nave sobrevolara la superficie del planeta enano Plutón, mandando a la Tierra (y tras un viaje de más de 5 horas a galope sobre un rayo de luz) las fotos más detalladas de la superficie de un cuerpo del “Cinturón de Fernández” (o de Kuiper si prefieren).

¿Se detendrá? ¿cuántas órbitas completará? ¿habrá descenso?.  Nada de eso: New Horizons va tan rápido que no tendrá chance de parar a saludar y su séquito de lunas del inframundo.  Será como un paseo al Cañón del Colorado, pero sin bajarse nunca del carro y mientras el guía conduce a 400,000 kilómetros por hora.  Esperamos que las fotos no le queden movidas.

Si ninguna de estas cosas es suficiente para emocionarlo con las primeras muestras de lo que será la aventura que apenas estamos emprendiendo, lo invito entonces para que aprecie esta joya que acaba de salir.  Se trata de un pequeño corto en el que su creador, un artista digital sueco, nos muestra como se podría ver nuestra curiosa especie, el día que prácticamente ningún paisaje en el Sistema Solar, nos sea vedado.

“Vagabundos”, es su nombre en español, e inspiración para el nombre de esta entrada ¡Disfrútenlo!


El video y una fantástica galería de imágenes relacionadas se encuentra en el sitio oficial de la película, aquí: http://www.erikwernquist.com/wanderers/film.html

Y en otras noticias locales…

No podía dejar de mencionar en esta entrada sobre “vuelos espaciales y otras vagabunderías”, los sueños locales.  Medellín, la ciudad de la que soy originario y en la que vivo, esta por estos días de fiesta… pero espacial.  No solo los alumbrados y los pesebres.

Con la ayuda de Ruta N (la agencia local que promueve las iniciativas empresariales… aún las mas locas) y el apoyo de otras empresas e instituciones, una empresa local naciente, IdeaTech se ha lanzado en una aventura por llevar cosas armadas e integradas en el país del sagrado corazón, primero a la estratósfera y luego a órbita baja.  Mañana por qué no, ¡a la Luna!. Esta semana lanzan sus primeros globos estratosféricos desde Medellín.

Nuestro pueblo, viajero y explorador por excelencia, se quiere unir a este sentimiento global de exploración que se ha apoderado de todos y que, insisto no tiene ya que ver con las rencillas militares del pasado.

¡A por la estratósfera y más allá IdeaTech y Ruta N!

Se les puede ayudar a conseguir este sueño:

Foto desde un globo estratosférico tomada por Ideatech

Foto desde un globo estratosférico tomada por Ideatech

http://idea.me/ideatech

La Aritmética de los Agujeros Negros

Están de moda los agujeros negros.  La película “Interestelar” le ha hecho un gran favor a la popularidad de estas rarezas naturales y a la física que los describe por igual.  Pero los agujeros negros han estado ahí, en los libros de física y en los sueños de los Astrónomos, desde mediados de la primera guerra mundial (si, ¡exacto! ¡antes de que su abuelito naciera!).  Y entonces ¿por qué la mayoría no sabemos casi nada sobre ellos? Les propongo en esta entrada echarle una mirada rápida (y ojalá muy práctica) a la “aritmética” básica de los agujeros negros.  Una guía de supervivencia “cuantitativa” para no sentirse muy perdido cuando le hablen del tamaño del horizonte de eventos, la dilatación del tiempo gravitacional, la “espaguetización” y hasta la evaporación de estas cloacas espacio temporales.  Prepare entonces una servilleta y un lápiz y desempolve las tablas de multiplicar porque vamos a desmitificar las matemáticas de estos bichos.

“Las matemáticas de un agujero negro son más fáciles de lo que creemos ¿qué tal un poco de “aritmética negra”?
Noviembre 29 de 2014
http://bit.ly/trino-aritmetica-negra

Gargantua, el Agujero Negro de Interstellar que nos tiene a todos hablando de estos bichos

Gargantua, el Agujero Negro de Interstellar que nos tiene a todos hablando de estos bichos

Cuando los agujeros negros se inventaron (A. Einstein y K. Schwarzschild, 1915),  en Estados Unidos todavía buscaban a Pancho Villa, andábamos en plena Primera Guerra Mundial y en Rusia apenas se cocinaba la revolución leninista.  No estamos hablando precisamente de ciencia de frontera.  Mucha agua ha pasado bajo los puentes de la física desde aquellos años.

Es cierto que no estamos tampoco hablando de ciencia del pasado.  El asunto sigue más vivo que nunca en la física teórica y nuevas ideas sobre su comportamiento y anatomía se vienen todavía cocinando.  Pero hay muchas cosas sobre estos “bichos” que ahora conocemos sobre bases relativamente firmes y que seguramente no van a cambiar mucho en los años venideros.  Algunas de ellas se vienen utilizando cada vez que se habla acerca de ellos o se los representa en los libros, la televisión o en el cine por igual.  

Para la mayoría de los mortales todo lo que tiene que ver con los agujeros negros parece que saliera de la manga de algún mago científico.  Pero no es así.  Les propongo que hagamos aquí un ejercicio para comprender, usando solamente aritmética básica, las propiedades más importantes de los Agujeros Negros.  Que no lo dejen con la boca abierta la próxima vez que le digan que los agujeros negros más pesados son los menos peligrosos o que en los planetas alrededor de un agujero negro supermasivo por cada hora en la Tierra pasan 27 años en su superficie (¿27?).  Esta es una guía de supervivencia a los Agujeros Negros para todos aquellos que solo se saben las tablas de multiplicar.

Comencemos por el principio

Para empezar definamos en palabras llanas ¿qué es un agujero negro?.  La verdad, no se sabe exactamente.  De lo único que se tiene certeza es que existen en el Universo cuerpos sumamente compactos (mucha materia acomodada en muy poco espacio) alrededor de los cuáles las nociones elementales de espacio y de tiempo comienzan a fallar miserablemente.

La región del espacio en la que se producen los efectos más extremos alrededor de estos cuerpos se conoce como el “horizonte de eventos”.  Esta frontera (que no necesariamente coincide con la superficie de nada y que puede ser esférica o achatada) define justamente lo que la mayoría llamamos un “agujero negro”.

Así que el agujero negro no es nada tangible (o por lo menos no lo es en todo su volumen) sino más bien una región del espacio donde las cosas se vuelven muy extrañas.

Lo que pasa afuera del horizonte de eventos se conoce bastante bien.  No pasará mucho tiempo para que los telescopios más poderosos apunten a los vecindarios del horizonte de eventos de los agujeros negros más grandes del Universo y nos confirme que lo que la teoría dice que pasa, pasa en realidad.

Lo que pasa adentro del horizonte de eventos, sin embargo, es todavía motivo de especulación.  En teoría, no pasa nada extremadamente raro.  El problema es que no hay manera de que la luz de esas regiones llegue a los telescopios de la Tierra o de que podamos enviar una pequeña sonda para que haga medidas y nos cuente.  Como dicen por ahí “lo que pasa dentro de un agujero negro, se queda dentro del agujero negro”.

Todo lo que hace interesante a la mayoría de los cuerpos astronómicos, su color, composición, temperatura, forma, esta escondido por la barrera “impermeable” del horizonte de eventos.  Solo un par de cosas se “ven” desde afuera: la masa del cuerpo (su peso, si quieren), su carga eléctrica (si la tienen… muy raro sería) y créalo o no su velocidad de rotación (¿cómo se puede ver rotar una cosa que no tiene forma?… ¡ya veremos!).

El tamaño no es lo de menos

Comencemos por la propiedad más elemental: su tamaño.  No sería equivocado decir que el tamaño de un agujero negro obedece la regla aritmética más simple de toda la Astrofísica.  Si usamos como patrón de medida de la masa a nuestro propio Sol (no el kilogramo o la libra), el tamaño de un agujero negro (su diámetro, si quieren) es:

Diámetro de un agujero negro = 6 kilómetros x Masa 

¡Figuro repasar la tabla del 6!

Si existiera un agujero negro que tuviera una masa de 1 (un Sol), mediría de “punta a punta” 6 km (kilómetros).  Sencillo ¿no?.

Se cree que la mayoría de los agujeros negros del Universo, los que nacen en las explosiones de estrellas monstruosas, tienen masas de entre 3 y 12 Soles.  Esto significa que la inmensa mayoría de los agujeros negros del Universo tienen entre 6×3 = 18 km y 6×12 = 72 km respectivamente.  Wow! ninguno es más grande que el estado o departamento más pequeño de un país.

Si le parece que 72 km es mucho, piense que la Tierra, que tiene una masa de tan solo 3 millónesimas de Sol ocupa un espacio de 12,000 km.  ¿Si ve la diferencia? En un agujero negro 12 Soles están acomodados en 72 km, en la Tierra (un planeta normal) 3 millónesimas de Sol ocupan 12,000 km.  Los agujeros negros son los objetos más compactos del Universo.

Los agujeros negros más interesantes, sin embargo, son verdaderas “Gargantúas” (“Gargantua.  Del ing. Gargantuan, cf. Gigantesco.  adj. Gigante”, mi modesto aporte al Diccionario de la Real Academía de la Lengua).  Hay uno “durmiendo” en el corazón de la Vía Láctea con una masa de “apenas” 4 millones de Soles (recuerden que cuando digo Sol me refiero al patrón de masa que acordamos antes, no a una estrella real).  Entonces ¿cuánto mide esta bestia?.  Yo sé que las tablas que nos enseñan en la escuela primaria van solo hasta el 10 (o hasta el 12 para los más afortunados) de modo que multiplicar 6 por 4 millones no parece tan fácil.  Sin embargo, todos los que hayan vivido en países con monedas “primitivas” (tales como el peso Colombiano) están bien acostumbrados a hacer operaciones con números monstruosos: basta multiplicar los números pequeños y agregar los ceros respectivos.  

Así 6 km por 4 millones son 24 millones de kilómetros.  

Para hacerse a una idea de cuánto es esto, les recuerdo que la Luna esta a menos de medio millón de kilómetros de la Tierra (384,000 km para ser exactos) y en una nave espacial realmente rápida nos tomaría casi 4 días llegar hasta allá.   Así que el Agujero Negro central de la vía láctea mide de cabo a rabo ¡50 veces la distancia de la Tierra a la Luna! ¡vaya monstruo!

El “Gargantua” original, el de la película Interestelar, tiene una masa de 100 millones de Soles y por la magia de la aritmética debe por tanto medir algo así como 600 millones de kilómetros, es decir más grande que la órbita de Marte.

Rotar y no notar

Representación esquemática de los horizontes de un agujero negro rotante o de "Kerr" como le llaman los amigos (Fuente: http://bit.ly/1FJfoEN)

Representación esquemática de los horizontes de un agujero negro rotante o de “Kerr” como le llaman los amigos (Fuente: http://bit.ly/1FJfoEN)

Se cree que la mayoría de los agujeros negros en el Universo nacen con alguna rotación.   Algunos realmente con mucha.

La razón es simple: todo lo que hay en la “villa del señor” rota así sea imperceptiblemente.  Si se empieza con una estrella gigantesca que da vueltas una vez cada semana y se deja a la gravedad hacer de las suyas y aplastar su corazón hasta el tamaño de una gran ciudad (un agujero negro) el resultado será crear un cuerpo con una rotación monstruosa.

Los objetos que rotan más rápido en el Universo, llamados cariñosamente “pulsares de milisegundo” (dan una vuelta cada pocos milisegundos) lo hacen de modo que sus superficies viajan en una “noria relativista” al 99% de la velocidad de la luz. ¡Que mareo!.  El dato realmente interesante para nosotros es que cualquiera de esos objetos es lo que podríamos llamar un agujero negro fallido: masas de algunos Soles y tamaños de algunas decenas de kilómetros.  De pulsares de milisegundo a “agujeros de negros microsegundo” hay un solo paso (o una raíz griega para ser exactos).

Un agujero negro que rota a la máxima velocidad posible (si, también aquí hay un límite absoluto como el de la velocidad de la luz) es diferente en forma y tamaño a uno “estático”.  En lugar de una frontera (el horizonte de eventos) estos bichos tienen hasta 3.  La más importante para nosotros, el horizonte de eventos, es, en estos agujeros negros super rotantes, la mitad del tamaño del de uno normalito que tenga la misma masa.  No es muy diferente entonces, pero la diferencia puede hacerse notar en una película. Entonces:

Diámetro agujero negro que rota muy rápido = 3 kilómetros x Masa

Así por ejemplo, habíamos calculado que Gargantua (el agujero negro de Interestelar) medía 600 millones de kilómetros.  Ahora bien, como sabemos que rota como loco (o así lo dicen los creadores de la película) su tamaño (el de su horizonte de eventos) será de 300 millones de kilómetros: ¡el tamaño de la órbita de la Tierra! ¿Casualidad? ¡Nah!

Los agujeros negros no son aspiradoras

Dice la leyenda que un agujero negro es como una aspiradora.  ¡Pamplinas!  Aquí la aritmética tiene la explicación.

La “fuerza” de atracción que cualquier cuerpo con masa (sea este una papa o un agujero negro), obedece una regla aritmética elemental descubierta por Newton.  La fuerza medida en kilos (o kilogramos-fuerza como diría el profesor de física) producida sobre un objeto que tenga una masa de 1 kilogramo por un cuerpo gigante será:

Fuerza de gravedad sobre 1 kilogramo = 10 kilos x Masa / (Distancia x Distancia)

Donde la masa esta en Soles y la distancia esta en millones de kilómetros.  Esta no es nada más y nada menos que la famosa ley de la gravitación universal.  No se parece a la que esta en los libros pero es porque la hemos convertido en una sencilla expresión aritmética.

Así, si una piedra de 1 kilograma pasa a 1 millón de kilómetros del Sol (el Sol mide 700,000 kilómetros) y no se evapora en el intento, sentirá una fuerza de 10 x 1 / (1 x 1) = 10 kilos.  Pero si la misma piedra pasa a 2 millones de kilómetros la fuerza será: 10 x 1 / (2 x 2) = 2,5 kilos.  ¡pura fórmula de tendero!  Como es obvio, más lejos, menos fuerza.

La fórmula anterior aplica sea que la masa forme una estrella normal, sea que forme un pulsar o un agujero negro.  A 1 millón de kilómetros de un agujero negro con una masa de 1 Sol la fuerza también será de 10 kilos.  ¡No hay ningún efecto de aspiradora!

Pero ¿qué pasa si en lugar de 1 millón de kilómetros ponemos la piedra a 100,000 kilómetros? (1/10 de millón de kilómetros).  Según la fórmula anterior la fuerza será ahora: 10 x 1 / (1/10 x 1/10) = 1,000 kilos (¿demasiado para sus conocimientos aritméticos? ¡no se preocupe! no insistiré más con esta fórmula).  A 100,000 kilómetros la piedra pesará 1 tonelada.  ¡Pero un momento!  ¿Si el Sol solo mide 700,000 kilómetros, como podríamos estar a 100,000 kilómetros de su centro? ¿no estaríamos ya adentro de él?  ¡Tiene razón! La fórmula anterior no aplica en este caso, Newton solo la dedujo para la fuerza en el exterior de los cuerpos, no en el interior.

Sin embargo en el caso del agujero negro que tiene apenas unos kilómetros de diámetro, 100,000 kilómetros es todavía MUY LEJOS de su frontera: ¡la tonelada sería muy real en este caso!

¿Nota la diferencia? No es que los agujeros negros sean aspiradoras, es que la fuerza de gravedad que producen puede crecer y crecer según la ley de gravitación universal casi sin control antes de que deje de ser aplicable.

Entonces ¿se le mide a un reto?: ¿cuál es la fuerza sobre la piedra cuando esta a 10 kilómetros de un agujero negro con una masa de 1 Sol? (vea la respuesta al final pero solo después de gastar unas 5 horas intentando).

Espaguetis y agujeros negros

Viajar a las vecindades de un agujero negro puede no ser la experiencia mas agradable que se tenga en la exploración espacial.  Y no es que haya nada malo o peligroso con experimentar las extrañas consecuencias de ser “arrastrado” por un tiempo que fluye de forma extraña o vivir dentro de un espacio retorcido (cualquiera que sea el significado de estas dos cosas).

Por increíble que parezca las endemoniadas fuerzas gravitacionales cerca al agujero tampoco serían un problema.  ¿Ha oído hablar de la microgravedad?  Cuando uno se deja caer hacia un planeta, una estrella o un agujero negro, la fuerza de gravedad parece desaparecer.  No es que no este ahí, es que al caer deja de tener sentido: la fuerza de atracción gravitacional solo es importante cuando intentas evitar que te succione.  Los astronautas lo saben muy bien: la estación espacial internacional que esta a solo 300 kilómetros de altura sobre la superficie de la Tierra cae continuamente y dentro de ella la fuerza gravitacional que nos aplasta en la superficie de la Tierra e incluso en un avión en vuelo, se esfuma.

Lo mismo pasaría si te dejaras caer en un agujero negro.  Entonces ¿cuál es el peligro?

Hay otra “fuerza” que se nota mucho menos en condiciones de gravedad “saludable” y que se vuelve mortal cerca a un agujero negro.  Se la llama la “fuerza de marea”.  ¡Si! la misma que levanta los mares.  Esta fuerza es producto del hecho de que cuando un cuerpo (la Tierra por ejemplo) se expone a la gravedad de otro (la de la Luna por ejemplo) un extremo de él siempre estará más cerca que el extremo contrario.  Como la fuerza de gravedad disminuye con la distancia, el que esta más cerca sentirá una fuerza mayor que el que esta lejos.

Como resultado dentro del cuerpo afectado se experimentará una tendencia a ser estirado por esta diferencia.  La fuerza de estiramiento o “espaguetización” como la llaman cariñosamente algunos “agujero-negrosologos” será proporcional a la diferencia entre la fuerza de gravedad en los extremos.

Volvamos a la aritmética.  Una persona de 70 kilogramos y 1.7 metros de altura que este a una determinada distancia de un agujero negro sentirá una fuerza de espaguetización igual a:

Fuerza de espaguetización = 3 toneladas x Masa / (distancia x distancia x distancia)

Aquí la Masa es la del agujero negro y la distancia esta en miles de kilómetros.  ¿Por qué cambio tanto de patrón para la distancia? ¿primero eran kilómetros, después millones de kilómetros y ahora miles de ellos? La razón es que quiero que las fórmulas sean más sencillas.  Tenga paciencia.

¿Noto el numerito?  Cualquiera de nosotros (bueno algunos pesamos más de 70 kilogramos y medimos menos de 1.7 pero la diferencia no sería muy grande), sería estirado con una fuerza de 3 toneladas estando a una distancia más de 100 veces mayor que el tamaño del agujero negro.  ¡Para nada agradable!

Se calcula que la máxima fuerza de estiramiento que los ligamentos más fuertes del cuerpo humano pueden soportar es de unos 200 kilos.  Así que a 1,000 kilómetros de un Agujero Negro estaríamos vueltos unos muñecos de trapo.  El dato y la fórmula anteriores nos permiten calcular que la mínima distancia a la que nuestros cuerpos soportarían estar cerca a un agujero negro con una masa de 1 Sol sería de 5,000 kilómetros.  ¿Un alivio? ¡Nada de eso!  En esas condiciones estar en una nave espacial sería el equivalente a colgar de un árbol con una vaca amarrada a los pies.  Un poco incómodo, ¿no?

Que pasa, sin embargo, si en lugar de un agujero negro de 1 Sol ¿estuviéramos cerca a un Gargantua de 100 millones de Soles?  Si ponemos en la formula anterior la Masa de nuestro monstruo (100 millones) y como distancia usamos el tamaño del agujero (600 millones de kilómetros) el resultado es increíble:

Fuerza de espaguetización de Gargantua = 3 toneladas x 100 millones / (600 millones x 600 millones x 600 millones)

No hace falta ser Einstein para notar que este número es MUY PEQUEÑO (hay muchos millones en el denominador).   No hay ninguna duda: hasta yo me animaría a hacer un tour al borde de este monstruo.

La Espaguetización del Tiempo

Otra cosa se espaguetiza cerca a un agujero negro: el tiempo.  En realidad a los relojes de los viajeros no sufrirían ningún efecto (excepto obviamente el de la espaguetización que mencionamos antes).  El problema es cuando los compararán con los relojes de sus seres amados en la Tierra.

Uno de los triunfos más sonados de la teoría de la relatividad de Einstein fue descubrir precisamente que dos relojes que arranquen sincronizados pero hagan peripecias diferentes y visiten lugares con gravedades distintas, terminaran atrasándose o adelantándose mutuamente.  ¿Por qué?  No es la marca del reloj o el lugar en el que se porte, en realidad todos los procesos que cambien con el “flujo” del tiempo se verán afectados.  Los físicos prefieren decir que el tiempo mismo es el que se estira aunque no seamos capaces de precisar que es exactamente el tiempo como entidad separada de los relojes.  ¿Me puse muy filosófico? ¡volvamos a la aritmética!

¿Cuánto se atrasa entonces un reloj que viaja a las vecindades de un agujero negro?

Si estamos lejos del horizonte de eventos el grado de retraso será:

Retraso de los relojes por hora en una nave quieta = 3 horas x Masa / distancia 

Aquí la distancia esta otra vez en kilómetros.

Así, si estamos a 30 kilómetros de un agujero negro con una masa de 1 Sol (que tiene un horizonte que mide 6 kilómetros) el retraso por hora será de 3 x 1 / 30 = 0.1 horas o mejor 6 minutos por cada hora que pase.  Los relojes de una nave espacial que estuviera “parqueada” a 30 kilómetros de este agujero negro irían siempre detrás de los relojes de la Tierra.

Curiosamente la fórmula anterior sirve cambiando “horas” por “días” o por “años”.  Así por cada día se acumularía un retraso de 0.1 días (~ 2 horas), por cada año el retraso sería de 0.1 años (~1 mes) y por una vida entera 70 años se acumularían 7 años de diferencia.

Pero hay una complicación adicional: mantener parqueada una nave alrededor de cualquier cuerpo astronómico no es barato.  En realidad la manera más inteligente de “flotar” alrededor de cualquier cuerpo, es hacerlo mientras se lo órbita.  La Estación Espacial Internacional por ejemplo “orbita” la Tierra cada 90 minutos y no hay necesidad de mantener un motor prendido para que no caiga.

Pero orbitar, implica moverse y cuando las fuerzas son millones de veces mayores que las de la Tierra, el movimiento necesario para mantenerse en órbita se vuelve extremo.  Con el movimiento, dice Einstein, se introduce un nuevo retraso en los relojes.   Las cosas se complican un poco, pero como se dijo desde el principio, estos son asuntos que han sido resueltos por los físicos desde hace décadas y no es difícil para uno de ellos (yo por ejemplo), convertir lo que sabe en una sencilla fórmula algebraica.

Así, el retraso por hora que sufren los relojes de una nave que orbita un agujero negro a una determinada  distancia (en lugar de estar allí estacionada) es:

Retraso de los relojes por hora en una nave orbitando = 5 horas x Masa / distancia

Los astronautas de una nave que orbita un agujero negro a 30 kilómetros tendrían sus relojes retrasados 5 x 1 / 30 = 1/6 de hora por cada hora, es decir 10 minutos por hora (en lugar de 6 como calculamos antes).  Parece una diferencia miserable (10 o 6 minutos, a quién le importa), pero después de 1 año una nave orbitando tendría una diferencia de 36 días respecto a una estacionada gastando su valioso combustible.

¿Y qué pasa en un Gargantua de 100 millones de masas solares?  En este caso, si nos paráramos en un planeta que tuviera una órbita de digamos 500 millones de kilómetros el retraso por hora sería: 5 horas x 100 millones / 500 millones = 1 hora por cada hora de retraso ¡la gente en el planeta vería morir a sus familiares en la Tierra en la mitad del tiempo que les tomaría a ellos envejecer! 

¿Por qué vimos entonces que en la película había un retraso de 27 años por hora en la superficie del planeta?  La razón es que cerca a un agujero negro que rota muy rápidamente, además de la necesidad de moverse tangencialmente para no caer, los cuerpos son arrastrados por la rotación del agujero negro hasta casi la velocidad de la luz.  Con esto el retraso de los relojes se hace aún más extremo y las fórmulas dejan de ser lamentablemente aritméticas.

Un paseo alrededor de Gargantua

Una fórmula de supervivencia final (si es que algún lector a sobrevivido hasta este punto).  Esta fue motivada por una pregunta que recibí en el blog que escribí sobre Interestelar (y que pueden leer aquí).  ¿Cuánto le toma a un planeta o nave espacial dar una vuelta alrededor de un agujero negro?

En la película vimos como la nave conseguía ir de un planeta a otro en unos minutos.  Sin embargo en el Sistema Solar las cosas aparentan ser muy diferentes: nos toma meses ir de un planeta a otro ¿por qué las diferencias?

De nuevo, la aritmética salva la patría.  El año en un planeta (o nave interplanetaria) que orbita un a un cuerpo muy pesado a la misma distancia que Marte orbita al Sol (20o millones de kilómetros) es:

Duración del año = 2 años / raíz cuadrada (Masa)

Otra vez la Masa del cuerpo central esta en Soles.  Sencillo ¿No?.

Esta es una forma “aritmetizada” de la que se conoce como la tercera ley de Kepler.  A la distancia a la que esta Marte del Sol, a una nave (Marte o cualquiera de sus dos lunas) les toma poco menos de 2 año para dar una vuelta.  Pero si lo que orbitas no es el Sol sino a Gargantua (100 millones de Soles) el año sufre un recorte asombroso.  A la nave le tomaría en este caso tan solo 2 años / raíz cuadrada (100 millones) = 2 años / 10,000 (¿que cómo saque la raíz de 100 millones?, con una calculadora por supuesto).

¡2 diez milésimas de año! ¡un abrir y cerrar de ojos!  Sabiendo que un año contiene 365 x 24 = 8760 horas, 2 diez milésimas de año equivalen a algo así como 18 horas (menos de 1 día).

En un sistema planetario con distancias parecidas a las que vemos entre los planetas del Sistema Solar y su estrella central pero esta vez orbitando un agujero negro, los años se contraerían a horas.  Y con ellos lo haría también la duración de las misiones interplanetarias.  Pasaríamos de esperar décadas para que una nave explorara un par de planetas lejanos, a esperar tan solo unos días para ver fotos increíbles de esos mundos.

Epílogo

En síntesis, 6 de las propiedades más importantes de los agujeros negros pueden ser calculadas con el uso de las tablas de multiplicar, una raíz cuadrada (o dos) y algo de familiaridad con números muy grandes (una habilidad que no es complicada para quienes compramos en pesos).  No hace falta un doctorado para no dejarse “meter las manos en la boca” en un película de ciencia ficción o sencillamente para sentir que aún la que parece se una rama esotérica de la física puede también ser motivo de conversación entre no expertos y por qué no de uno u otro cálculo en una servilleta.

Notas:

  • La fuerza producida por un agujero negro de 1 Sol sobre una piedra de 1 kilogramo situada a 10 kilómetros (1/100,000 millones de kilómetros) de su centro sería: 10 kilos / (1/100,000 x 1/100,000) = 100,000’000,000 kilos, o sea 100,000 millones de kilos o 100 millones de toneladas.

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